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【關(guān)鍵詞】管道應(yīng)力分析方法改善方法
中圖分類號(hào):TV732.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
一、前言
管道應(yīng)力分析的目的
進(jìn)行管道應(yīng)力分析的目的,根據(jù)工程上的要求,主要有以下幾個(gè)方面:
1、使管道應(yīng)力在規(guī)范的許用范圍內(nèi)
2、使設(shè)備管口荷載符合制造商或公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)
3、使與管道連接的容器應(yīng)力保持在其規(guī)定的許用范圍內(nèi)
4、計(jì)算出各種支撐及約束的設(shè)計(jì)載荷
5、確定因各種沖擊所導(dǎo)致的管道位移
6、解決管道動(dòng)力學(xué)問題,如管道的機(jī)械振動(dòng),流體錘等
7、幫助配管優(yōu)化設(shè)計(jì)。
二、管道應(yīng)力與分析
一般來說, 管系為三維空間走向, 由一條或多條主管線及數(shù)條支管線組成, 有限元計(jì)算模型的建立, 必須參考具體結(jié)構(gòu)現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行, 準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)參數(shù)是一切計(jì)算的基本出發(fā)點(diǎn)。
管系載荷分類與確定
1、壓力載荷: 可能在幾種不同壓力、溫度組合條件下運(yùn)行的管道, 應(yīng)根據(jù)最不利的壓力溫度組合確定管道的計(jì)算壓力。也即是必須將最危險(xiǎn)工況區(qū)分出來。
2、持續(xù)外載: 包括管道基本載荷( 管子及其附件的重量、管內(nèi)介質(zhì)重量、管外保溫的重量等) 、支吊架的反力、以及其它集中和均布的持續(xù)外載。
3、熱脹和端點(diǎn)位移: 管道由安裝狀態(tài)過渡到運(yùn)行狀態(tài), 由于管內(nèi)介質(zhì)的溫度變化, 管道產(chǎn)生熱脹冷縮使之變形; 與設(shè)備相連接的管道, 由于設(shè)備的溫度變化而出現(xiàn)端點(diǎn)位移, 也使管道變形。
4 、偶然性載荷: 包括風(fēng)雪載荷、地震載荷、流體沖擊以及安全閥動(dòng)作而產(chǎn)生的沖擊載荷。這些載荷都是偶然發(fā)生的臨時(shí)性載荷, 而且不會(huì)同時(shí)發(fā)生, 在一般靜力分析中, 不考慮這些載荷。
三、管道應(yīng)力分析方法
管道應(yīng)力分析的計(jì)算方法有很多,主要的計(jì)算方法如下:
1、表算法
表算法的原理是管道柔性分析和應(yīng)力計(jì)算的一般方法,即將管系中的一個(gè)端點(diǎn)固定,求其余端點(diǎn)釋放,運(yùn)用卡氏定理建立變形協(xié)調(diào)方程組,解此方程組后求出管端復(fù)原力,求出管系各計(jì)算點(diǎn)端點(diǎn)作用力和力矩,在求出管系各計(jì)算點(diǎn)的應(yīng)力值。
對(duì)于分支管的空間管系,并向協(xié)調(diào)方程組為:
a11FX+a12FY+a13FZ+a14MX+a15MY+a16MZ =EJ σX
a21FX+a22FY+a23FZ+a24MX+a25MY+a26MZ =EJ σY
a31FX+a32FY+a33FZ+a34MX+a35MY+a36MZ =EJ σZ
a41FX+a42FY+a43FZ+a44MX+a45MY+a46MZ =EJ ΔθX
a51FX+a52FY+a53FZ+a54MX+a55MY+a56MZ =EJ ΔθY
a61FX+a62FY+a63FZ+a64MX+a65MY+a66MZ =EJ ΔθZ
式中:a為形狀系數(shù)并以主對(duì)角線對(duì)稱,如:a21= a12,a24= a42;F、M為各方向的力及力矩,公斤力及公斤力?米;σ、Δθ為各方向的線位移及角位移,厘米及弧度; E為管材的彈性模數(shù),kgf/cm2 ;J為管子截面慣性矩,cm4 。表算法是把管系柔性分析的一般方法經(jīng)過周密的組織和巧妙的安排,將此過程變?yōu)橐幌盗薪y(tǒng)一形式的表格,對(duì)各種管系,只需填寫和計(jì)算事先準(zhǔn)備好的表格就行了。運(yùn)用表格來分析管系柔性和計(jì)算管道應(yīng)力,就使整個(gè)過程大大簡化,而且計(jì)算者也比較容易掌握這種方法,表算法可不依賴計(jì)算機(jī)進(jìn)行管系應(yīng)力分析,尤其很多需要在現(xiàn)場進(jìn)行計(jì)算的情況下,顯的尤為實(shí)用。它可以計(jì)算各種形式的管系,這是下述的彈性中心法所不能比擬的。表算法的局限性是,它只能在彈性范圍內(nèi)對(duì)管系進(jìn)行計(jì)算,只計(jì)算承受靜荷載的管系的作用力、應(yīng)力和位移,而且表算法畢竟是一種手算法,它隨然可以計(jì)算無限分支的管系,但如果分支過多,工作量大,很繁瑣,對(duì)于單分支的空間管系,要解六元線性方程組,兩分支的空間管系要解十二元線性方程組。所以,通常只用表算法解二分支以下的管系。
2、彈性中心法
彈性中心法是假定管系為一根無重量的彈性線,也不考慮中間支架對(duì)管系的影響,同時(shí)假定端點(diǎn)的角位移必須是零。在使用彈性中心法計(jì)算管系上各斷面的所受的作用力及力矩時(shí),首先選定一個(gè)坐標(biāo)系,根據(jù)管系的各項(xiàng)特性包括管系的剛度、相當(dāng)長度、管系中個(gè)元件的對(duì)坐標(biāo)軸的靜力矩等可求出該管系的彈性中心點(diǎn)的坐標(biāo),并將計(jì)算管系投向三個(gè)坐標(biāo)面,把一個(gè)整體的管系視為三個(gè)投影管系的合成,分別列出三個(gè)投影面上的作用力矩,可求出管道上各元件對(duì)彈性中心的線慣性矩及線慣性積,進(jìn)而可求出管系末端的復(fù)原力及管系上各斷面的彎曲力矩。這樣,我們可以在計(jì)算圖中繪制通過彈性中心的零力矩線,此管系中最大的彎矩即產(chǎn)生與此零力矩線最遠(yuǎn)的一點(diǎn),同時(shí)可求得管系的最大力矩。彈性中心法的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算簡單,不須考慮中間支吊架的約束對(duì)管系的影響,可進(jìn)行手算而不必依賴計(jì)算機(jī)計(jì)算程序,但由于計(jì)算時(shí)對(duì)管系作了一些假設(shè),給計(jì)算結(jié)果帶來一定的誤差,而且彈性中心法只能計(jì)算無分支管系,對(duì)稍微復(fù)雜一些的管系就不能采用此方法。所以,此方法在大的工程公司采用并不多。
3、等值剛度法
上述兩種方法在涉及方程組的細(xì)節(jié),如計(jì)算管系中各元件的形狀系數(shù)時(shí)非常復(fù)雜,尤其在考慮自重荷載和支吊架影響時(shí)更是如此,等值剛度法則解決了這個(gè)問題,它可以計(jì)算樹枝狀的管系,管系可以有熱膨脹冷縮、端點(diǎn)附加位移、冷緊等位移荷載以及管道及絕熱層的自重荷載,還考慮了不同類型支吊架的作用,因此計(jì)算是全面的。等值剛度法是一種機(jī)算方法,CAESARII即采用的此法。此法的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算時(shí)考慮的因素全面、計(jì)算速度快,并考慮了約束的影響,使其更實(shí)用。但它只能計(jì)算樹枝狀管系,而不能計(jì)算環(huán)狀管系,對(duì)計(jì)算單元的復(fù)雜程度也有所限制,如管系的分支數(shù)、元件數(shù)、有附加位移的管端數(shù)、約束分支數(shù)等,不過可以滿足工程設(shè)計(jì)的要求。
四、改善管系受力狀況的幾種方法
配管設(shè)計(jì)既要滿足工藝過程的要求,還要考慮設(shè)備、機(jī)泵、管道及其組成件的受力情況,使其在最佳狀態(tài)下長周期安全運(yùn)行。因此在設(shè)計(jì)和施工中需注意以下幾個(gè)問題。
1、合理地選用和設(shè)置管道支吊架
支吊架是管道系統(tǒng)的重要組成部分,支吊架的設(shè)計(jì)是管道設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。如果支吊架設(shè)計(jì)不當(dāng),不能承受管道重量等引起的荷載,將可能導(dǎo)致管道一次應(yīng)力超標(biāo)。另外,通過支吊架的設(shè)置還可以對(duì)管系的變形加以控制,從而減少管道的二次應(yīng)力和管道對(duì)設(shè)備的推力,保證管道與設(shè)備的正常運(yùn)行。對(duì)于往復(fù)機(jī)械的振動(dòng)管道,通過設(shè)置適當(dāng)?shù)闹Ъ苓€可以打到減小管道振動(dòng)的目的。
2、增加管道柔性
在管道設(shè)計(jì)中,增加管道柔性的方法主要有:改變管道走向(包括設(shè)置π形彎)、選用波紋管膨脹節(jié)和彈簧支吊架。在條件允許的情況下,應(yīng)首先考慮采用改變管道走向和選用彈簧支吊架的方法來增加管道柔性。一般來講,當(dāng)兩固定點(diǎn)位置一定時(shí),增加管系的長度可以增加管道的柔性;管系在某一方向過于剛硬時(shí),增加與其垂直方向的管道長度可減小管系的剛度。選用彈簧支吊架可使支吊架處存在垂直位移,從而將約束放松,增加管系的柔性。當(dāng)管徑較大,場地受到限制且所需補(bǔ)償量較大時(shí),可考慮采用波紋管膨脹節(jié)來增加管道柔性。但波紋管膨脹節(jié)制造較為復(fù)雜,價(jià)格高,適用于低壓大直徑管道。波紋管膨脹節(jié)是管道中的薄弱環(huán)節(jié),應(yīng)盡量避免采用。
3、 施工時(shí)采用冷緊方法
施工時(shí)采用冷緊方法減少運(yùn)行初期管道對(duì)端點(diǎn)的推力和力矩。冷緊是將管道的熱應(yīng)力一部分集中在冷態(tài),從而降低管道的熱態(tài)下的熱脹應(yīng)力和對(duì)端點(diǎn)的推力和力矩,也可防止法蘭連接處彎矩過大而發(fā)生泄露。但冷緊不改變熱脹應(yīng)力范圍。
五、結(jié)論
以上討論了壓力管道的應(yīng)力分析一般途徑和模型處理中可能遇到的問題與對(duì)策, 重點(diǎn)是要保證應(yīng)力分析結(jié)果的合理與準(zhǔn)確。有時(shí)模型處理中的某一方面不正確或不合理, 可能會(huì)對(duì)應(yīng)力計(jì)算的結(jié)果帶來決定性的影響。因而, 對(duì)于關(guān)鍵性和重要的管道, 如果條件許可, 最好能將現(xiàn)場應(yīng)力測量數(shù)據(jù)與計(jì)算結(jié)果加以驗(yàn)證比較, 以保證應(yīng)力結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性。
【參考文獻(xiàn)】
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[2]壓力管道應(yīng)力分析 唐永進(jìn) 中國石化出版社2010
關(guān)鍵詞:壓力容器和壓力管道;石油化工企業(yè);安全管理
石油化工企業(yè)的安全生產(chǎn)對(duì)于周邊地區(qū)的穩(wěn)定有非常重要的意義,通過合理的安全管理工作,可以實(shí)現(xiàn)石油化工企業(yè)的這個(gè)生產(chǎn)目標(biāo),在石油化工企業(yè)中,壓力容器和壓力管道是安全管理的主要目標(biāo),通過對(duì)壓力容器和壓力管道的安全管理,可以使企業(yè)處于正常運(yùn)營的狀態(tài),可以使石油化工企業(yè)為當(dāng)前的社會(huì)做出更大的貢獻(xiàn),所以,加強(qiáng)壓力容器和壓力管道的安全管理工作對(duì)于企業(yè)和社會(huì)來說都是非常有必要的。要想實(shí)現(xiàn)這個(gè)管理目標(biāo),可以通過以下幾個(gè)方面進(jìn)行。
1正確的使用壓力容器和壓力管道相關(guān)部件
壓力容器和壓力管道相關(guān)部件的使用與壓力容器和壓力管道的安全性有直接的聯(lián)系,所以,要想提升壓力設(shè)備的安全性,必須要對(duì)壓力容器和壓力管道的相關(guān)部件進(jìn)行合理的管理,保證壓力設(shè)備的正常運(yùn)行。當(dāng)前我國的壓力容器和壓力管道部件管理工作中還存在諸多的問題,在壓力容器和壓力管道相關(guān)部件的生產(chǎn)上,我國的政府部門還沒有一個(gè)明確的生產(chǎn)規(guī)定,由于缺少法律條文的限制,各種不合格的壓力容器和壓力管道部件不斷的出現(xiàn),給壓力設(shè)備的使用帶來了嚴(yán)重的安全隱患;在當(dāng)前的市場上,存在大量的壓力容器和壓力管道部件,其中的說明與實(shí)際的性能存在嚴(yán)重不符的現(xiàn)象,而且部件在制作過程中使用的材料也不能符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn),這些不合格的部件如果進(jìn)入到了壓力容器和壓力管道的使用環(huán)節(jié),非常有可能會(huì)引發(fā)爆炸等各種事故,給石油化工企業(yè)帶來嚴(yán)重的損失,還有可能造成人員的傷亡,所以企業(yè)一定要做好安全管理工作,在選擇壓力容器和壓力管道相關(guān)部件的時(shí)候,要選擇正規(guī)的生產(chǎn)廠家,并且要采用一定的手段,對(duì)生產(chǎn)廠家的各種信息進(jìn)行深入的了解,確保廠家的技術(shù)含量可以制作出合格的壓力容器和壓力管道部件,另外要對(duì)購進(jìn)的部件進(jìn)行充分的檢測,保證其性能可以符合企業(yè)生產(chǎn)的需要,加強(qiáng)對(duì)壓力容器和壓力管道部件的管理,促進(jìn)石油化工企業(yè)的安全生產(chǎn)。
2對(duì)壓力容器和壓力管道的操作進(jìn)行嚴(yán)格管理
在石油化工企業(yè)中,壓力容器和壓力管道的使用具有一定的技術(shù)性,如果在使用的過程中,沒有嚴(yán)格的按照相關(guān)的規(guī)定來進(jìn)行,那么很有可能會(huì)因?yàn)椴僮魃系脑蛟斐砂踩鹿省K裕趬毫θ萜骱蛪毫艿赖氖褂眠^程中,一定要按照相關(guān)的規(guī)范來進(jìn)行,提升設(shè)備使用的合理性,安全管理人員必須要對(duì)壓力容器和壓力管道的操作過程進(jìn)行嚴(yán)格的管理,管理人員要對(duì)設(shè)備的操作情況進(jìn)行記錄,并且制作成相關(guān)的檔案,這樣可以在設(shè)備維護(hù)的時(shí)候進(jìn)行參考,提升壓力容器和壓力管道維護(hù)的合理性。壓力容器和壓力管道的操作一定要由專門的人員來進(jìn)行,操作人員在操作之前,必須要經(jīng)過嚴(yán)格的培訓(xùn),通過培訓(xùn)掌握足夠的操作理論知識(shí)和實(shí)踐能力,操作人員在培訓(xùn)完成以后,必須要通過相關(guān)的考試項(xiàng)目,而且要有國家部門頒發(fā)的操作許可,在滿足這些要求的時(shí)候,才能進(jìn)行操作崗位,在對(duì)壓力容器和壓力管道進(jìn)行操作的時(shí)候,一定要保持在一個(gè)認(rèn)真的狀態(tài)中,嚴(yán)格的按照相關(guān)的規(guī)定來對(duì)壓力容器和壓力管道進(jìn)行操作。企業(yè)為了減少突發(fā)事故造成的損失,可以提前對(duì)工作人員進(jìn)行培訓(xùn),制定相關(guān)的應(yīng)急預(yù)案,這樣如果壓力容器和壓力管道發(fā)生了爆炸事件,可以減少企業(yè)的損失和人員的傷亡,可以按照應(yīng)急預(yù)案中的方案來處理爆炸事故,做到防患于未然。在壓力容器和壓力管道的使用過程中,壓力容器和壓力管道中的各項(xiàng)數(shù)值一定要保證在標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi),操作人員和管理人員要對(duì)其中的數(shù)值進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控,如果發(fā)生的超出規(guī)定的情況,必須要馬上停止壓力容器和壓力管道的運(yùn)行,并且采取一定的措施進(jìn)行處理,防治爆炸事故的發(fā)生,在升壓的過程中,要穩(wěn)步的進(jìn)行升壓操作,不能過快的升壓,以免發(fā)生不可控的情況。為了確定其中壓力的精準(zhǔn)性,要對(duì)壓力容器和壓力管道中的各種壓力儀表進(jìn)行及時(shí)的監(jiān)測工作,如果發(fā)現(xiàn)在壓力容器和壓力管道在停止運(yùn)行的狀態(tài)中,壓力表存在不歸零的情況,對(duì)及時(shí)的更換壓力表;在對(duì)壓力容器和壓力管道的使用過程中,如果壓力容器和壓力管道處于停止運(yùn)行的狀態(tài),要把其中的氣體排空,以免氣體中的水分造成管道的堵塞,增加壓力容器和壓力管道爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。
3加強(qiáng)對(duì)壓力容器和壓力管道的維護(hù)管理
任何設(shè)備都需要定期的維護(hù)和保養(yǎng),才能保證設(shè)備的長時(shí)間運(yùn)行,對(duì)于壓力容器和壓力管道也是一樣,壓力容器和壓力管道在長期的使用過程中,其中的各個(gè)構(gòu)件很容易老化,而且由于壓力容器和壓力管道中長期的受到很大的壓力,焊縫的位置非常容易出現(xiàn)破損的情況,增加壓力容器和壓力管道爆炸的隱患。為了減少這種隱患的存在,保證壓力容器和壓力管道的正常運(yùn)行,就必須要加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的維護(hù)管理工作,對(duì)壓力容器和壓力管道的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控,如果發(fā)生異常情況,比如有異響的發(fā)生或者壓力值處理,查明故障發(fā)生的原因,并且采用合理的措施排除壓力容器和壓力管道中存在的故障,保證壓力容器和壓力管道的正常運(yùn)行;另外,要根據(jù)實(shí)際情況來制定合理的壓力容器和壓力管道維護(hù)周期,如果壓力容器和壓力管道的使用年限很長,可以適當(dāng)?shù)目s短維護(hù)的周期,對(duì)壓力容器和壓力管道進(jìn)行細(xì)致的檢查,把老化和腐蝕嚴(yán)重的部件進(jìn)行更換,包括設(shè)備中的各種儀表,通過這樣的方式,保證壓力容器和壓力管道的正常運(yùn)行,減少安全事故的發(fā)生。
4完善當(dāng)前的安全管理制度
要想充分的發(fā)揮出安全管理工作的重要作用,提升壓力容器和壓力管道運(yùn)行的合理性,就必須要有一個(gè)完善的安全管理制度,以安全管理制度為依據(jù),來開展高效的安全管理工作,這樣才能有效的減少石油化工企業(yè)生產(chǎn)過程中安全問題發(fā)生的幾率。對(duì)于壓力容器和壓力管道的管理規(guī)則,我國的政府部門做出了許多的規(guī)定,對(duì)于這些規(guī)定,石油化工行業(yè)必須要有足夠的重視,把這些規(guī)定列入到壓力容器和壓力管道的安全管理制度中,以此作為安全管理工作的依據(jù),特別是在驗(yàn)收的環(huán)節(jié),更是要嚴(yán)格的按照國家的相關(guān)規(guī)定來進(jìn)行,提升壓力容器和壓力管道的合格程度;對(duì)于壓力容器和壓力管道在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù),我國的科研部門已經(jīng)給出了合理的數(shù)據(jù)范圍,在實(shí)際的壓力容器和壓力管道使用過程中,可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)來對(duì)其進(jìn)行管理,而且要根據(jù)實(shí)際的情況,對(duì)這些基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,保證壓力容器和壓力管道運(yùn)行的合理性;石油化工企業(yè)要做好壓力容器和壓力管道的防腐蝕檢測工作,積極的引入信息技術(shù)和智能技術(shù),保證可以準(zhǔn)確的確定壓力容器和壓力管道中各種部件的腐蝕程度,根據(jù)監(jiān)測的結(jié)果對(duì)壓力容器和壓力管道中的構(gòu)件進(jìn)行及時(shí)的更換;每一次的保養(yǎng)和維護(hù)工作都必須要做好相關(guān)的記錄,記錄的問題一定要完整,根據(jù)記錄可以看出壓力容器和壓力管道的總體運(yùn)行方向和故障的易發(fā)點(diǎn),可以采取更加合理的防范措施,保證壓力容器和壓力管道的正常運(yùn)行。
5結(jié)語
綜上所述,壓力容器和壓力管道的正常運(yùn)行關(guān)系到石油化工企業(yè)的安全生產(chǎn),所以,企業(yè)一定要重視壓力容器和壓力管道的安全管理工作,提升壓力容器和壓力管道運(yùn)行的合理性,保證企業(yè)的安全生產(chǎn)。
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【關(guān)鍵詞】壓力管道;設(shè)計(jì);安全閥
隨著近年來的社會(huì)發(fā)展,壓力管道隨著《壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定》的頒布與落實(shí)得到了優(yōu)化,其安全性和設(shè)計(jì)質(zhì)量也得到大幅度的提升。經(jīng)過幾年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)得出,壓力管道在目前的問題已經(jīng)引起了社會(huì)各界人士的關(guān)注與重視,其造成的危害與損失極為重大,不僅嚴(yán)重影響了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,甚至造成嚴(yán)重的人員傷亡損失。因此,在目前的壓力管道設(shè)計(jì)工作中應(yīng)當(dāng)給予高度重視,針對(duì)傳統(tǒng)管道中存在的種種問題加以總結(jié)和研究,并使得其中各環(huán)節(jié)都能夠滿足社會(huì)需要,從而保證其應(yīng)用效益。
1.壓力管道概述
截至目前,壓力管道已經(jīng)引起社會(huì)各界人士的重視,其安全問題也受到各方面的關(guān)注與重視。尤其是在目前的市政工程中,壓力管道應(yīng)用的不斷廣泛使得整個(gè)工程安全性和質(zhì)量受到社會(huì)各界人士的關(guān)注與重視,這也是目前社會(huì)發(fā)展中最受人們關(guān)注和重視的一個(gè)環(huán)節(jié)。
1.1壓力管道概念
壓力管道主要你指的是管道內(nèi)部或者外部能夠承受一定的壓力而不影響管道內(nèi)部物質(zhì)運(yùn)輸?shù)囊环N管道結(jié)構(gòu),這種管道在目前社會(huì)張應(yīng)用較為廣泛,其中主要是運(yùn)輸一些容易引發(fā)燃燒、爆炸或者中毒的介質(zhì)。在目前的設(shè)計(jì)工作中,由于這種管道自身存在著極大的特殊性,因此在工作中需要針對(duì)其中各環(huán)節(jié)進(jìn)行深入、系統(tǒng)、完善的研究和歸納,從而保障管道使用的正常性,為社會(huì)發(fā)展提供安全、可靠的能源基礎(chǔ)。由于管道內(nèi)部運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)都存在著一定的壓力值,且容易受到外界的影響而出現(xiàn)燃燒、爆炸或者腐蝕現(xiàn)象,因此在管道的選擇中應(yīng)當(dāng)選用一些穩(wěn)定性能好、耐久性高、抗腐蝕性強(qiáng)的管道作為運(yùn)輸介質(zhì)。同時(shí)在目前的社會(huì)發(fā)展中,這種管道的應(yīng)用極為廣泛,其在應(yīng)用中若是出現(xiàn)管理不善、極易造成周圍人員的傷亡情況,故此,在壓力管道的設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)適時(shí)進(jìn)行檢查、管理,從而保障管道工程質(zhì)量要求。
1.2壓力管道設(shè)計(jì)定位
在目前的壓力管道的安裝與施工中,管道設(shè)計(jì)是極為關(guān)鍵的環(huán)節(jié),同時(shí)在工作中管道的定位基礎(chǔ)關(guān)鍵,也是不容忽視的一個(gè)過程,其定位是否合理、科學(xué)直接關(guān)系到整個(gè)個(gè)工程項(xiàng)目質(zhì)量和作用的發(fā)揮。同時(shí)在目前的工作中,我們通常都需要從管道設(shè)計(jì)入手,結(jié)合周圍情況,來系統(tǒng)、全面、綜合的進(jìn)行分析和歸納,使得其中各項(xiàng)問題都能夠得到提前預(yù)防和解決。
2.管道設(shè)計(jì)中常見的問題
在壓力管道設(shè)計(jì)中,應(yīng)當(dāng)根據(jù)管道以及儀表流程圖作為主要基礎(chǔ)來進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃,使得整個(gè)設(shè)計(jì)工作能夠符合相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)以及規(guī)定要求,同時(shí)在工作中對(duì)于設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)還需要深思熟慮的進(jìn)行思考,否則極容易造成管道設(shè)計(jì)的不科學(xué),進(jìn)而造成安全事故的發(fā)生。在目前的管道設(shè)計(jì)中,問題較多,其中最為常見的設(shè)計(jì)問題主要包含有以下幾個(gè)方面:
2.1排放管線的設(shè)計(jì)
常溫的空氣和惰性氣體可以就地排放,但管線在室內(nèi)時(shí)最好引到室外排放;蒸汽和其他易燃、易爆、有毒的氣體應(yīng)根據(jù)氣量大小及氣體密度等情況確定向火炬排放,或向高空排放。排放管向大氣排放時(shí),要注意其排出口不能朝向平臺(tái),梯子,電纜等。水的排放可就近引入地漏或排水溝,其他液體介質(zhì)的排放則必須引至規(guī)定的排放系統(tǒng)。尤其對(duì)于B類流體必須引入密閉的排放系統(tǒng)。對(duì)于易燃、易爆氣體管道上的阻火器,應(yīng)靠近放空口布置。室外容器排氣管上的阻火器距設(shè)備接口至少需500mm,室內(nèi)容器的排氣管必須接出屋頂,阻火器放在屋面上或靠近屋面,便于固定及檢修,阻火器與排放口之間的距離應(yīng)該滿足阻火器的最大試驗(yàn)安全間隙。
2.2安全閥的設(shè)計(jì)
安全閥是防止沒備或管道等受壓元件因火災(zāi),操作故障或停水,停電造成壓力超過其設(shè)計(jì)壓力而發(fā)生爆炸事故。當(dāng)設(shè)備內(nèi)壓力達(dá)到預(yù)定值時(shí),安全閥泄壓裝置動(dòng)作,泄放壓力介質(zhì)。故安全閥的設(shè)計(jì)位置應(yīng)盡量靠近被保護(hù)的設(shè)備或管道,必須保證被保護(hù)設(shè)備的管口到安全閥人口之間管道的壓力降不超過該閥定壓值的3%,否則安全闊人口處的壓力不能正確反應(yīng)被保護(hù)設(shè)備內(nèi)的壓力,而影響安全閥的正常工作,形成安全隱患。安全閥進(jìn)口管道設(shè)切斷閥時(shí),用鉛封開,閥桿要水平安裝,以防止閥桿和閥板連接的銷釘腐蝕或松動(dòng),閥板下滑,關(guān)閉切斷閥。關(guān)閉了切斷閥,就相當(dāng)于取消了安全閥的保護(hù)作用,也造成安全隱患。安全閥在泄壓時(shí)會(huì)產(chǎn)生劇大的反作用力,因此安全閥的出M管必須設(shè)計(jì)固定架或?qū)蚣埽苑乐狗戳⒃O(shè)備管口損壞,造成經(jīng)濟(jì)損失及安全事故。
2.3管道的靜電接地
輸送易燃、易爆液體或氣體的管道,物料沿管道的流動(dòng)以及從管道進(jìn)出容器的過程都會(huì)產(chǎn)生靜電。一定量靜電電荷的積聚會(huì)產(chǎn)生靜電故障(生產(chǎn)系統(tǒng)因靜電發(fā)生故障,導(dǎo)致生產(chǎn)率下降,產(chǎn)品質(zhì)量不良,以至失效、破壞等)及靜電災(zāi)害(由于靜電放電導(dǎo)致的火災(zāi)、爆炸、靜電電擊以及由此而造成的二次事故等)。尤其對(duì)高溫高壓、易燃易爆、有毒有害的化工裝置,保證靜電安全,預(yù)防靜電故障、靜電災(zāi)害,是維護(hù)正常生產(chǎn)秩序的條件。
3.預(yù)防措施
除了上面我們介紹的方法外,凈化室內(nèi)空氣的方法還有很多。
3.1吸附和室內(nèi)空氣凈化器比較適
合家庭在污染水平?jīng)]有超過國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候,為r保護(hù)健康而長時(shí)間的采用。因?yàn)槟し蛛x法和光催化氧化法需要使蜊的一定花的金屬(青銅或鋁)制造,也可防止靜電的產(chǎn)生。對(duì)不可能避免靜電的地方,需設(shè)計(jì)壓力管道的靜電接地點(diǎn),接地總電阻一般不血超過10歐姆,通常靜電接地點(diǎn)選擇在以下2個(gè)地方:首先、接人泵過濾器,緩沖器等設(shè)備處是靜電量的變化所在,也是接地方便處。其次、輸送易燃、易爆介質(zhì)的大型管道在其始端、末段以及各個(gè)分叉處均接地。
3.2管廊上的管線一般每80-100米間隔處的管架處做靜電接地
非導(dǎo)體管段的金屬件必須接地,尤其是中間的金屬接頭一定要接地,以防造成靜電積聚,產(chǎn)生靜電放電。法蘭之間的接觸電阻不應(yīng)大于0.03歐姆,法蘭螺栓在正常扭緊后即可滿足此項(xiàng)要求。當(dāng)有特的設(shè)備,所以僅能是在室內(nèi)空氣污染超標(biāo),嚴(yán)熏影響居民的舟體健康的時(shí)候所采取的迅速降低室內(nèi)空氣污染水平的辦法,而不適合長期采用。
4.結(jié)束語
上述提及的內(nèi)容是我們?cè)诠艿涝O(shè)計(jì)工作中會(huì)經(jīng)常遇到的一螳小環(huán)節(jié),如在設(shè)計(jì)工作中沒有對(duì)這些小環(huán)節(jié)給予足夠重視,結(jié)果往往會(huì)釀成大的事故!由于石油化工裝置的特殊性,在壓力管道的設(shè)計(jì)中還會(huì)有許多涉及到人身安全和人身防護(hù)的其它方面,我們只有在設(shè)計(jì)工作中嚴(yán)格遵守相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范,對(duì)同安全環(huán)節(jié)有關(guān)的細(xì)節(jié)提高認(rèn)識(shí),認(rèn)真處理,才能設(shè)計(jì)出安全、規(guī)范的化工管路。
【參考文獻(xiàn)】
[1]化工藝設(shè)計(jì)手冊(cè).化學(xué)下業(yè)出版社,2003.
論文關(guān)鍵詞:泄漏點(diǎn),帶壓堵漏,管道
從2007引進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)后,2008年在不停車情況下成功消除58個(gè)漏點(diǎn),漏點(diǎn)部位有管道、閥門、法蘭、三通、焊縫、彎頭等。介質(zhì)有蒸汽、甲醇、水等。溫度從-5OC到500OC,壓力從0.1MPa到8.0MPa.由于成功的堵漏和快速的消除漏點(diǎn),確保了生產(chǎn)設(shè)備安全、穩(wěn)定、長周期的運(yùn)行。
一、漏點(diǎn)故障分析
通過多方考察論證,管道、閥門、法蘭、三通、焊縫、彎頭等漏點(diǎn)的產(chǎn)生主要原因有以下幾個(gè)方面:
1、 管道材質(zhì)選材不好,由于管道內(nèi)介質(zhì)沖刷,使管壁厚薄不均容易產(chǎn)后泄漏。
2、 多數(shù)閥門是由于制造質(zhì)量問題,存在砂眼,運(yùn)行一段時(shí)間后產(chǎn)生泄漏。
3、 多數(shù)法蘭泄漏是由于法蘭墊子用的是石棉墊子,天長日久石棉墊子被介質(zhì)侵泡變軟,容易產(chǎn)生泄漏。
4、 三通、焊縫、彎頭等多數(shù)是由于焊接質(zhì)量問題。焊縫產(chǎn)生虛焊、砂眼等。
二、消除的方法:
1、 材質(zhì)的選擇要加強(qiáng)管理,要有專業(yè)人士參與管道 的選材設(shè)計(jì),在管道介質(zhì)彎管易沖刷處,增加管道防磨保護(hù)裝置。加強(qiáng)巡檢,發(fā)現(xiàn)問題,及時(shí)處理,使問題消除在萌芽中。
2、 嚴(yán)把進(jìn)貨質(zhì)量關(guān),加強(qiáng)設(shè)備管理,閥門進(jìn)廠必需有專人進(jìn)行檢驗(yàn),必需做好打壓試驗(yàn)。必需購買國家有資志生產(chǎn)單位,多數(shù)閥門是由于制造質(zhì)量問題,存在砂眼,運(yùn)行一段時(shí)間后產(chǎn)生泄漏
3、 所有墊子都換成不銹鋼石墨金屬纏繞墊子,從而解決了95%以上的法蘭漏點(diǎn)問題
4、 提高焊接質(zhì)量。焊接處容易產(chǎn)生虛焊、砂眼,獲得焊接證焊工進(jìn)行焊接。焊縫要探傷處理。每個(gè)焊縫要編上號(hào),做到對(duì)號(hào)入座,有問題可直接找到責(zé)任人,加強(qiáng)焊工的責(zé)任心。大大減少焊縫的泄漏問題。
5、 發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理,使問題消滅在萌萌芽中。
三、下面介紹幾種在生產(chǎn)中消除漏點(diǎn)的具體實(shí)例盡供參考
1、75噸鍋爐蒸汽管道焊縫有砂眼,450℃高溫蒸汽沖出管道,影響生產(chǎn),危及人身安全,帶壓無法焊補(bǔ),生產(chǎn)運(yùn)行的鍋爐又不能停車,漏點(diǎn)還必須處理,怎么辦?根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況,研究出下面一套解決方案。管道泄漏如圖A所示。作如下處理。
(1)、因?yàn)槁c(diǎn)較小,可以先準(zhǔn)備好一件M20的螺母、一件配套的M20螺栓、一盤四氟帶、電焊工具,工作人員穿好隔熱服。
(2)、把M20的螺母焊在漏點(diǎn)處(螺母包容漏點(diǎn)),使泄漏的蒸汽通過螺母內(nèi)孔沖出去。如圖B所示。
(3)、用四氟帶把M20螺栓帶絲的一端纏好,對(duì)準(zhǔn)M20的螺母擰緊即可(穿好隔熱服,以防燙傷)。如圖C所示
2、鍋爐高壓給水泵出口管道由于長時(shí)間的沖刷使焊口產(chǎn)生泄漏,在管道溫度高達(dá)105℃,壓力8.0MPa的情況下,如果按正常焊接工藝消除漏點(diǎn),在這高溫、高壓的情況下,必須停車處理,這樣給生產(chǎn)造成一定的影響.怎么辦?領(lǐng)導(dǎo)要求在既不能停車也不能影響生產(chǎn)的情況下消除漏點(diǎn),我就根據(jù)所學(xué)的理論基礎(chǔ)知識(shí),結(jié)合現(xiàn)場的工藝設(shè)備實(shí)際情況,研究出了問題解決的方案。泄漏情況如圖D所示。如何解決哪?下面分三個(gè)步驟進(jìn)行。
(1)、先準(zhǔn)備好DN100、PN100法蘭一片、DN100、PN100閥門一件和200毫米長DN100、PN100鋼管一根,墊子和螺絲等。鉗工工具及電氣焊運(yùn)到現(xiàn)場。工作人員穿戴勞保用品和好隔熱服。
(2)、把準(zhǔn)備好的法蘭和短管焊接好,然后套上漏點(diǎn)處(管子包容漏點(diǎn)),讓液體順著管子內(nèi)沖出去,焊接好短管。如圖E所示。
(3)、首先把閥門打開,連接法蘭閥門時(shí)讓液體從閥門通道處流出,連接好法蘭閥門,裝好墊片,然后把閥門關(guān)緊即可。這樣漏點(diǎn)就消除了。如圖F所示。
四、總結(jié)
編號(hào):
共 1 頁
版數(shù):00
制訂/修訂日期:2006.8.16
1 目的
保證全廠設(shè)備、管道的安全穩(wěn)定運(yùn)行,防止突發(fā)事故的發(fā)生。
本制度適用于全廠壓力容器、壓力管道、易燃、易爆、易腐蝕的液體介質(zhì)的盛裝容器,以及關(guān)鍵設(shè)備易損壞的監(jiān)測部位。
2
引用標(biāo)準(zhǔn)
信強(qiáng)化工工作標(biāo)準(zhǔn)。
信強(qiáng)化工設(shè)備管理責(zé)任制度。
3 職責(zé)
3.1 設(shè)備科負(fù)責(zé)制度的制定及監(jiān)督考核。
3.2 各車間負(fù)責(zé)對(duì)本車間所規(guī)定的監(jiān)測項(xiàng)目進(jìn)行、定期、在線監(jiān)測實(shí)施。
4 具體規(guī)程
4.1 定期檢查項(xiàng)目:
4.1.1 檢查易燃、易爆介質(zhì)的容器管道的接地裝置。
4.1.2 檢查關(guān)鍵設(shè)備的振動(dòng)值、測厚、壁溫等數(shù)據(jù)。
4.1.3 檢查設(shè)備、壓力管道本身及所屬附件、支架、振動(dòng)、安裝是否符合要求。
4.1.4 管道閥門的材質(zhì)、等級(jí)是否符合。
4.1.5 管道的涂色是否符合要求。
4.1.6 設(shè)備科每月抽查一次車間的監(jiān)測情況。
4.2 在線監(jiān)測:
4.2.1監(jiān)測各設(shè)備的管道的溫度、壓力、負(fù)荷是否超標(biāo)。
4.2.2監(jiān)測防腐、保溫、防凍設(shè)施是否完整符合要求。
4.2.3監(jiān)測設(shè)備、管道有無跑、冒、滴現(xiàn)象。
4.2.4設(shè)備及管道是否有異常振動(dòng)、響聲。
4.3 相關(guān)規(guī)定及考核
4.3.1 各車間建立定期監(jiān)測臺(tái)帳,對(duì)設(shè)備、壓力管道進(jìn)行定期監(jiān)測,根據(jù)監(jiān)測目的不同所做的監(jiān)測數(shù)據(jù),必須填寫《設(shè)備檢查記錄》。
4.3.2 設(shè)備科不定期進(jìn)行抽查,每發(fā)現(xiàn)一項(xiàng)不按臺(tái)帳規(guī)定在線檢查的,對(duì)單位責(zé)任人罰款20元,對(duì)檢查責(zé)任人罰款30元。